基因指导蛋白质得合成

第一节基因指导蛋白质的合成第四章基因的表达基因：有遗传效应的DNA片段基因间区：没有遗传效应的片段基因的表达：指基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程。性状的直接体现者？

蛋白质是由？？控制的

蛋白质基因蛋白质？DNA主要在细胞核中蛋白质的合成在细胞质里进行控制通过RNAGUUAUUAUCmRNA基因指导蛋白质的合成过程为什么RNA适于作DNA的信使？RNA也是由核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补配对原则。RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。一遗传信息的转录RNA的种类和功能信使RNA（mRNA）作为DNA的信使转运RNA（tRNA)氨基酸的运载工具。（一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸）核糖体RNA（rRNA）核糖体的组成部分转录过程

概念：以DNA的一条链为模板，合成信使RNA的过程场所：细胞核内条件：模板：DNA的一条链

原料：4种核糖核苷酸能量：ATP

酶：转录酶产物：信使RNA遗传信息的传递方向：

DNA→mRNA过程：解旋合成释放DNA的平面结构图AG

T

AC

TA

A

T

TCATGATTA以DNA的一条链为模板合成RNADNA游离的核糖核苷酸AG

T

AC

TA

A

T

UUGGACUGCUGAAG

T

AC

TA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA与RNA的碱基互补配对：A——U；T——C；C——G；T—ARNA聚合酶AG

T

AC

TA

A

T

AGCGACGGUUUU

组成

RNA的核糖核苷酸一个个连接起来AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUUUAAG

T

AC

TA

A

T

GCGACGAUGUUAAG

T

AC

TA

A

T

GCGACGUGUUAAAG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUAAUAG

T

AC

TA

A

T

GCGCGGUUAAUAUAG

T

AC

TA

A

T

GCGCGGUUAUAUAAG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUCAG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUC形成的

mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上RNADNAAG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

细胞质

细胞核

核孔DNAmRNA在细胞核中合成AG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

细胞质

细胞核mRNA通过核孔进入细胞质

转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？基因指导蛋白质的合成过程四、遗传信息的翻译1、概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程

2、场所：核糖体

条件：模板：mRNA原料：氨基酸能量：ATP酶遗传信息传递方向：mRNA→蛋白质运载工具:tRNA

产物：蛋白质（或多肽链）

3、过程：起始阶段、延伸阶段、终止阶段碱基与氨基酸之间的对应关系DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？思考与讨论2、密码子：概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基种类：64种，决定氨基酸的是61种，其中3个为终止密码不编码氨基酸特点简并性：一种氨基酸可以有多个密码子通用性：说明所有生物可能有共同的起源或在若一个基因在复制过程中发生碱基对的替换，这种变化是否一定能反映到蛋白质结构上？思考：生命本质上是统一的不一定。因为密码子有简并性。

密码子

密码子

密码子UCAUGAUUAmRNA

密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基。

密码子种类起始密码子：2种，AUG、GUG，也编码氨基酸普通密码子：59种，只编码氨基酸终止密码子：3种，UAA、UGA、UAG，不编码氨基酸，只是终止信号（2）反密码子概念：与mRNA分子中密码子互补配对的tRNA上的3个碱基特点：反密码子的三个碱基与相应的DNA模板链上对应的碱基相同，只是DNA链上碱基T的位置在tRNA上为U种类：61种，反密码子与61种决定氨基酸的密码子对应AAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

tRNA的一端运载着氨基酸tRNA——“搬运工”每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸!9、过程翻译位点：一个核糖体与mRNA的结合部位形成两个结合位点，两个转运RNA携带两个氨基酸进入核糖体从而发生脱水缩合反应ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸核糖体CGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨酸ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨酸肽键ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨酸ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨酸肽键CGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨酸AACGUGAUUAUACACUAUG甲硫氨酸天门冬氨酸异亮氨酸三、基因表达中相关数量计算1、转录时，组成基因的两条链只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因此，转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。2、翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3。综上可知，蛋白质中氨基酸数目=tRNA数目=1/3mRNA碱基数目=1/6DNA碱基数目。计算中“最多”和“最少”的分析（1）翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。（2）基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。（3）在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有1/3n个氨基酸。时间场所模板原料条件产物模板去向特点碱基配对遗传信息传递意义复制转录翻译个体生长发育的整个过程细胞质的核糖体DNA的一条链mRNA4种脱氧核苷酸20种氨基酸多肽链细胞分裂（有丝分裂和减数第一次分裂）的间期主要在细胞核主要在细胞核DNA的两条链4种核糖核苷酸酶（DNA解旋酶、DNA聚合酶等）、ATP酶（RNA聚合酶等）、ATP酶、ATP、tRNA2个双链DNA一个单链RNA（3种）分别进入2个子代DNA分子恢复原样，与非模板链重新绕成双螺旋结构分解成单个核苷酸半保留，边解旋边复制边解旋边转录一个mRNA上结合多个核糖体，顺次合成多条肽链A-T、T-A、C-G、G-CA-U、U-A、C-G、G-CA-U、T-A、C-G、G-CDAN

mRNADANDAN

mRNA蛋白质使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物表现出各种性状四、DNA分子的复制、转录、翻译的比较拓展：蛋白质合成过程中涉及到的细胞结构（以分泌蛋白的合成为例）DNAmRNA转录翻译多肽初加工较成熟的蛋白质再加工成熟的蛋白质细胞核核糖体内质网高尔基体细胞质线粒体供能供能供能供能七、相关高考题分析1、由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质。氨基酸的平均相对分子质量为a,则该蛋白质的相对分子质量最大为（）

A.na/6B.na/3-18(n/3-1)C.na-18(n-1)D.na/6-18(n/6-1)D2、在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的（）

A．24%，22%B.22%,28%C.26%,24%D.23%,27%A3、人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的（）

A.DNA碱基排列顺序不同B.核糖体不同

C.转运RNA不同D.信使RNA不同D4、科学家将含人的a-抗体胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含a-抗体胰蛋白酶的奶。这一过程涉及（）

A.DNA按照碱基互补配对原则自我复制

B.DNA以其一条链为模板合成RNAC.RNA以自身为模板自我复制

D.按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质ABD5、回答有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题（1）将同位素标记的尿核苷（尿嘧啶和核糖的结合物）加入细胞培养液中，不久在细胞核中发现被标记的、、。（2）将从A细胞中提取的核酸，通过基因工程的方法，转移到另一种细胞B中；当转入时，其遗传信息在B细胞中得到表达并能够复制传给下一代，当转入时，在B细胞中虽能合成相应的蛋白质，但性状不会遗传。mRNAtRNArRNADNARNA（3）已知某基因片段碱基排列如下图。由它控制合成的多肽中含有“-脯氨酸-谷氨酸-谷氨酸-赖氨酸-”的氨基酸序列。（脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的是GAA、GAG；赖氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG。）①-GGCCTGAAGAGAAGT-②-CCGGACTTCTCTTCA-1）翻译上述多肽的mRNA是由该基因的链转录的（以图中的①或②表示），此mRNA的碱基排列顺序是：。

2）若该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“-脯氨酸-谷氨酸-甘氨酸-赖氨酸-”。写出转录并翻译出此段多肽的DNA单链的碱基排列顺序：。②-CCUGAAGAGAAG--GGACTTCCCTTC-1、遗传密码的组成是（）A、由A、T、G、C